高中物理竞赛讲义 电磁感应..doc

-3-、专题十四电磁感应【拓展知识】1．楞次定律的推广（1）阻碍原磁通量的变化；（2）阻碍（导体的）相对运动；（3）阻碍原电流的变化。2.感应电场与感应电动势磁感应强度发生变化时在磁场所在处及周围的空间范围内将激发感应电场。感应电场不同于静电场：（1）它不是电荷激发的而是由变化的磁场所激发；（2）它的电场线是闭合的没有起止点。而静电场的电场线是从正电荷出发终止于负电荷；（3）它对电荷的作用力不是保守力。如果变化的磁场区域是一个半径为R的圆形则半径为r的回路上各点的感应电场的场强大小为方向沿该点的切线方向。感应电场作用于单位电荷上的电场力所做的功就是感应电动势。【典型例题】1．如图所示在一无限长密绕螺线管中其磁感应强度随时间线性变化（=常数）求螺线管内横截面上直线段MN的感应电动势。已知圆心O到MN的距离为h、MN的长为L以及的大小。2．（国际奥林匹克竞赛题）如图所示悬挂的是一半径为r的铜质卷轴其上缠绕着一根长线线端挂着质量为m的物体。卷轴处于跟它垂直的恒定匀强磁场中磁场的方向垂直纸面向里。一阻值为R的电阻同卷轴的轴线相连电阻的另一端通过一滑环与卷轴的边缘相连。卷轴在物体m重力作用下开始旋转它的最大角速度将是多大？如果电阻随同卷轴一起运动。答案会有什么不同？3．如图所示两根竖直地放置在绝缘地面上的金属框架。框架的上端接有一电容量为C的电容器。框架上有一质量为m长为L的金属棒平行于地面放置与框架接触良好且无摩擦棒离地面高度为h强度为B的匀强磁场与框架平面垂直开始时电容器不带电。自静止起将棒释放问棒落到地面需要多长时间？4．如图所示有一由匀质细导线弯成的半径为a的圆线圈和一内接等边三角形的电阻丝组成的电路（电路中各段的电阻值见图）。在圆线圈平面内有垂直纸向里的均匀磁场磁感应强度B随时间t均匀减小其变化率的大小为一已知常量k已知2r1=3r2。试求图中A、B两点的电势差UA-UB。5．（第二届全国物理竞赛题）一导线围成半径为D的圆环adbc在圆环所围的区域内有一半径为D/2的圆柱形磁场区域其周界与圆环内切于c点。此区域内有均匀磁场磁感应强度为B方向垂直纸面向内。磁场随时间增强变化率ΔB/Δt=k=常量。导线ab是圆环的一条直径与磁场边界相切如图所示。设导线ab以及被其所分割成的两个半圆的电阻都是r。今用一电流计G接在a、b两点之间电流计位于纸面内内阻亦为r（连接电流计的导线电阻忽略不计）。试问下列情况下通过电流计的电流Ig为多少？（1）半圆环acb和adb都位于纸面内并分别位于ab的两侧；（2）半圆环adb绕直径ab转过90°折成与纸面垂直；（3）半圆环adb再绕ab转90°折成acb重合。